بحرانهای محیط زیستی و رشد تکنولوژی ، کشاورزان را از کشاورزی سنتی به سمت اشکال مدرن تر کشت سوق داده. یکی از شناخته شده ترین آنها، کشت هیدروپونیک است. هیدروپونیک نوعی متد پرورش گیاه بدون خاک است. ویژگی های منحصر به فرد این کشاورزی باعث شده محبوبیت روز افزونی میان کشاورزان کسب کند. در این پست به مفهوم، چگونگی کارکرد، انواع و مزیتهای کشت هیدروپونیک میپردازیم.
کشت هیدروپونیک چیست و چگونه کار میکند؟
اگر تا به حال گیاهان خانگی خودرا در آب نگهداری یا تکثیر کرده اید، پس میدانید هیدروپونیک چیست. کشت هیدروپونیک نوعی روش کشاورزی بدون خاک است. در این روش خاک، با آبی که دارای مواد مغذی مورد نیاز گیاه است جایگزین میشود. در حقیقت، گیاه برای رشد به خاک نیاز ندارد، بلکه این مواد مغذی درون خاک است که مورد نیاز گیاه است. این مواد مغذی در کشت هیدروپونیک، به صورت مستقیم درون آب حل میشوند و همراه با آب از طریق ریشه های گیاه جذب میشوند. سرعت و جریان آب باید تنظیم شود. این مواد لازم نیست شیمیایی باشند، بلکه میتوانند مثل عصاره کمپوست کاملا طبیعی باشند. استفاده دیگری که خاک برای گیاه دارد، ثبات و نگهداری ریشه است. این نیاز گیاه نیز، با استفاده از بستری متخلخل مانند ککوپیت و پشم سنگ که آب را به راحتی از خود عبور میدهند و در عین حال پوسیده نمیشوند، کاملا برطرف میشود.
انواع کشاورزی هیدروپونیک
کشاورزی هیدروپونیک انواع مختلفی دارد که با وجود تفاوت ظاهری، همگی از اصول اولیه کشاورزی هیدروپونیک، یعنی عدم استفاده از خاک و استفاده از محلول مغذی، تبعیت میکنند. شش نوع اصلی کشاورزی هیدروپونیک عبارتند از:
آبیاری فتیله‌ای Wick Watering
در این نوع کشت هیدروپونیک، آب دارای مواد مغذی از طریق فیتیله هایی که با ریشه گیاه تماس دارند جذب میشود و به گیاه انتقال داده میشود.
کشت در آب عمیق DWC (Deep Water Culture)
در کشت آب عمیق ریشه گیاهان کاملا در آب حاوی مواد مغذی شناورست و به کمک یک پمپ هوا و سنگ هوادهی آب با اکسیژن غنی میشود و از پوسیدگی و خفگی ریشه ها جلوگیری میشود.
تکنیک فیلم مواد مغذی NFT (Nutrient Film Technique)
در این روش ریشه گیاهان با لایه نازکی از آب حاوی مواد مغذی (که به آن فیلم گفته میشود)، در تماس است. این جریان باریک آب به وسیله شیب سینی کشت در حرکت است و پس از برگشت به مخزن مجددا به لوله یا سینی کشت برمیگردد.
سیستمهای فروکشند (Ebb) و برکشند (Flood)
در این سیستم که تا حدودی شبیه جزر و مد دریاست، ابتدا پمپ برای زمان مشخصی آب حاوی مواد مغذی را از مخزن به سینی کشت پمپاژ میکند بطوریکه ریشه گیاه کاملا غرق در آب شود. آب مازاد در حین و بعد از اتمام پمپاژ آب به مخزن برمیگردد.
آیروپونیک (هواکشت) Aeroponic
در کشت هوازی که نوعی از کشت هیدروپونیک است، محلول حاوی مواد مغذی به صورت ذرات ریز و مه مانند از طریق نازلهای مه پاش روی ریشه گیاه اسپری میشوند.
آبیاری قطره‌ای Drip Irrigation
در این سیستم که شبیه آبیاری قطره ای در مزارع است، گیاه با آبچکان از بالا آبیاری میشود و آب مازاد به پمپ برمیگردد.
مزایای کشاورزی هیدروپونیک
کشاورزی هیدروپونیک روشی خلاقانه برای رشد گیاه است که مزایای بسیار آن نسبت به کشاورزی سنتی باعث شده هر روزه کشاورزان بیشتری به آن روی بیاورند. این مزایا رنج وسیعی از مزایای اقتصادی تا ملاحضلات زیست محیطی را در بر میگیرند و عبارتند از:
- صرفه جویی در آب
با تغییرات اقلیمی که در جهان و به خصوص ایران در حال رخ دادن است، آب منع اولیه ای است که ارزش آن و اهمیت صرفه جویی در آن همواره در حال افزایش است. کشاورزی هیدروپونیک تقریبا 90٪ آب کمتری از کشاورزی سنتی مصرف میکند چون مازاد آب به سیستم برمیگردد و دوباره مورد استفاده قرار میگیرد.
- صرفه جویی در فضا
عدم نیاز به خاک در این نوع کشت، راه را برای کشت طبقه ای و عمودی هموار میکند.
- عدم نیاز به خاک
این ویژگی اصلی هیدروپونیک باعث میشود این نوع کشاورزی در هر مکانی ممکن باشد، زیرا کیفیت خاک دیگر از عوامل مورد نیاز برای رشد نیست. این عامل با توجه به شور شدن خاک بسیاری از مناطق مختلف کشور، یکی از مزایای مهم رشد هیدروپونیک در ایران است.
- رشد سریعتر
دسترسی دائم به مواد مغذی مورد نیاز و آب باعث میشود گیاهان بسیار سریع تر از کشاورزی سنتی رشد کنند.
- کنترل آفات
به دلیل کنترل شده بودن محیط کشت و عدم وجود خاک مقدار آفات مضر بشدت کاهش پیدا میکند.
- محصول با کیفیت تر و سالم تر
به دلیل کنترل دقیق مقدار مواد مغذی و عدم نیاز به آفت کش و نبودن خاک، محصولات هیدروپونیک نه تنها سالم تر، بلکه بهداشتی تر نیز هستند.
- صرفه اقتصادی
به علت رشد سریع گیاه و صرفه جویی در منابع اولیه کشاورزی هیدروپونیک یکی از بصرفه ترین انواع کشت میباشد.
کشاورزی هیدروپونیک هوشمند و اتوماسیون
کشاورزی هیدروپونیک یک کشاورزی مدرن است که در آن استفاده از تکنولوژی بهینه میشود. جدا از پمپ ها که اصلی ترین بخش سیستمهای هیدروپونیک هستند، بخشهای بسیار دیگری نیز میتواند به کمک تکنولوژی ها جدید از جمله iot و هوش مصنوعی ، بهینه یا هوشمند بشوند. مهم ترین استفاده تکنولوژی در کشاورزی هیدروپونیک، هوشمند سازی یا اتوماسیون آن است. در کشاورزی هوشمند یا اتومات، مولفه های مختلف رشد گیاه از جمله نور، کیفیت آب، دما و رطوبت به صورت مداوم توسط سنسورها کنترل و اندازه گیری میشوند و پس از تحلیل این داده ها توسط کاربر یا نرم افزار، اقدامات لازم در جهت فراهم کردن بهترین شرایط رشد برای گیاه انجام میشند.
دما:دمای گلخانه یکی از حیاتی ترین عوامل رشد گیاه است زیرا میتواند در صورت خارج شدن از تعادل به سرعت کیفیت و توناژ محصول را تغییر دهد.
رطوبت: رطوبت بالا نه تنها میتواند منجر به کاهش باردهی گیاه و ایجاد بیماری در گیاهان بشود، بلکه مهمترین عامل فرسودگی سازه و به خصوص تجهیزات برقی گلخانه نیز هست. بنابراین کنترل این فاکتور وظیفه مهمیست.
کنترل کیفیت آب: فاکتورهای مختلفی در کیفیت آب نقش دارند؛ اسیدی بودن آب، سختی آب و دمای آب از جمله مولفه هایی هستند که در رشد گیاه بسیار تاثیر گذارند. این عوامل میتوانند توسط سنسورها مشاهده بشوند و توسط تجهیزات گلخانه بهینه و تنظیم شوند.
نور: امروز از نورپردازی مصنوعی برای افزایش کیفیت و بهینه سازی مراحل رشد استفاده های بسیاری میشود. امکاناتی که نورپردازی مصنوعی برای صنعت کشاورزی فراهم میکند بقدری وسیع است که در مطلبی جداگانه به آن خواهیم پرداخت.
- کشاورزی